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Evaluación de las propiedades mecánicas de hidrogeles a base de colágeno de piel de tilapia con potencial uso en el tratamiento de quemaduras de segundo grado

dc.contributor.advisorSolarte David, Víctor Alfonso
dc.contributor.advisorBecerra Bayona, Silvia Milena
dc.contributor.authorRamírez Rojas, David Fernando
dc.contributor.authorRamírez Sánchez, Paula Juliana
dc.contributor.authorSantos Soto, Javier Andrés
dc.coverage.spatialColombiaspa
dc.date.accessioned2022-07-11T18:38:32Z
dc.date.available2022-07-11T18:38:32Z
dc.date.issued2022
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/16892
dc.description.abstractLas quemaduras son lesiones cutáneas que se pueden clasificar de acuerdo con la gravedad en: quemaduras de primer, segundo, tercer y cuarto grado. Los tratamientos actuales para las heridas de primer y segundo grado van desde hidrocoloides hasta hidrogeles y más recientemente se ha optado por el uso de piel de fuentes animales, entre los que se destaca la piel de tilapia (PT) por su alto contenido de colágeno tipo I y su alta biocompatibilidad, sin embargo, este tratamiento presenta algunas limitantes, como el desaprovechamiento del colágeno presente en la misma por la degradación que sufre durante su uso clínico y la deshidratación que sufre al ser aplicada por cierto periodo de tiempo (lo que genera una deshidratación también de la herida), que conlleva a debilitamiento y rotura de la misma. Lo anterior genera la necesidad de elaborar un tratamiento óptimo que evite la deshidratación de la PT y permita el aprovechamiento del colágeno presente en la misma. Por esta razón, en este estudio se desarrollaron hidrogeles a base de colágeno de PT a concentraciones de 1.5, 3 y 5 mg/ml, debido a que este tipo de andamios tienen una gran capacidad de retención de agua que permite mantener un entorno de herida hidratado y a su vez, al modular la concentración, se genera un aprovechamiento del colágeno. Las propiedades estructurales como el módulo de compresión, el hinchamiento y la contracción se evaluaron a partir de ensayos de compresión, la relación del cambio de peso y la relación volumétrica de hinchamiento, respectivamente. Los resultados obtenidos demuestran que los hidrogeles desarrollados, podrían tener un potencial uso en el tratamiento de quemaduras de primer y segundo grado, dado que las propiedades mecánicas obtenidas se asemejan a las de las capas de la piel afectadas por este tipo de heridas, también dado que estos hidrogeles tienen una alta capacidad de retención de agua, no son citotóxicos y podrían favorecen la proliferación celular, por lo que es posible conjeturar que pueden llegar a favorecer la cicatrización de quemaduras de primer y segundo grado.spa
dc.description.tableofcontentsCapítulo 1. Problema U Oportunidad ............................................................................................. 11 Introducción ........................................................................................................................ 11 Planteamiento Del Problema ............................................................................................... 12 Justificación ........................................................................................................................ 13 Pregunta Problema .............................................................................................................. 14 Objetivo General ................................................................................................................. 14 Objetivos Específicos .......................................................................................................... 14 Limitaciones Y Delimitaciones ........................................................................................... 15 Capítulo 2. Marco Teórico .............................................................................................................. 15 Quemaduras ........................................................................................................................ 15 Clasificación De Las Quemaduras .......................................................................... 16 Fisiopatología Local De Las Heridas Por Quemadura ........................................... 16 Apósitos Para Tratamiento De Quemaduras ........................................................... 18 Apósitos De Colágeno ........................................................................................................ 19 Tilapia ................................................................................................................................. 20 Morfología De La Piel De Tilapia .......................................................................... 20 Tilapia Roja ............................................................................................................. 21 Colágeno ............................................................................................................................. 23 Estructura ................................................................................................................ 23 Fuentes Y Aplicaciones .......................................................................................... 25 Proceso De Extracción Del Colágeno ..................................................................... 26 Hidrogeles ........................................................................................................................... 30 Hidrogeles A Base De Colágeno ............................................................................ 31 Fabricación De Hidrogeles De Colágeno ............................................................... 31 Capítulo 3. Estado Del Arte ............................................................................................................ 32 Capítulo 4. Metodología ................................................................................................................. 37 Extracción Del Colágeno De Piel De Tilapia Roja ............................................................. 37 Preparación De La PT ............................................................................................. 38 Blanqueamiento ...................................................................................................... 39 Desengrasado .......................................................................................................... 39 Hidrólisis Básica ..................................................................................................... 39 Extracción Ácida ..................................................................................................... 39 Precipitación Salina ................................................................................................ 40 Diálisis .................................................................................................................... 40 Liofilización ............................................................................................................ 40 Caracterización Del Colágeno Extraído De La PT ............................................................. 41 Rendimiento De Extracción De Colágeno Solubilizado En Ácido (ASC) ............. 41 Espectro De Absorción Ultravioleta (UV-VIS) ...................................................... 41 Espectroscopia Infrarroja Por Transformada De Fourier Con Reflectancia Total Atenuada (FTIR-ATR)............................................................................................ 42 Preparación De Hidrogeles ................................................................................................. 43 Cálculos Previos...................................................................................................... 43 Proceso De Preparación De Hidrogeles .................................................................. 44 Pruebas Mecánicas .............................................................................................................. 44 Pruebas De Hinchamiento................................................................................................... 46 Pruebas De Contracción ...................................................................................................... 46 Prueba de Citotoxicidad ...................................................................................................... 47 Prueba de proliferación de fibroblastos .................................................................. 47 Prueba de lixiviado ................................................................................................. 49 Análisis Estadísticos ........................................................................................................... 50 Capítulo 5. Resultados Y Análisis De Resultados .......................................................................... 51 Resultados ........................................................................................................................... 51 Extracción De Colágeno De La Piel De Tilapia Roja ............................................. 51 Espectro de absorción ultravioleta (UV-VIS) ......................................................... 59 Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier con reflectancia total atenuada (FTIR-ATR) ............................................................................................. 60 Síntesis y fabricación de los hidrogeles de colágeno .............................................. 63 Caracterización mecánica de los hidrogeles de colágeno ....................................... 66 Evaluación de la capacidad de hinchamiento de los hidrogeles de colágeno de PT ................................................................................................................................. 71 Contracción de los hidrogeles de colágeno ............................................................. 75 Evaluación de la viabilidad celular en productos derivados del colágeno de PT ... 76 Análisis De Resultados ....................................................................................................... 78 Capítulo 6. Conclusiones Y Recomendaciones .............................................................................. 88 Referencias ...................................................................................................................................... 90 Anexos .......................................................................................................................................... 104spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.titleEvaluación de las propiedades mecánicas de hidrogeles a base de colágeno de piel de tilapia con potencial uso en el tratamiento de quemaduras de segundo gradospa
dc.title.translatedEvaluation of the mechanical properties of collagen-based hydrogels from tilapia skin with potential use in the treatment of second-degree burnsspa
dc.degree.nameIngeniero Biomédicospa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.publisher.facultyFacultad Ingenieríaspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Biomédicaspa
dc.description.degreelevelPregradospa
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dc.type.localTrabajo de Gradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.subject.keywordsBiomedical engineeringspa
dc.subject.keywordsEngineeringspa
dc.subject.keywordsMedical electronicsspa
dc.subject.keywordsBiological physicsspa
dc.subject.keywordsBioengineeringspa
dc.subject.keywordsMedical instruments and apparatusspa
dc.subject.keywordsMedicinespa
dc.subject.keywordsBiomedicalspa
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dc.subject.keywordsCollagenspa
dc.subject.keywordsHydrogelsspa
dc.subject.keywordsMechanical testingspa
dc.subject.keywordsBurnsspa
dc.subject.keywordsGelsspa
dc.subject.keywordsMechanical propertiesspa
dc.subject.keywordsPublic healthspa
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
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dc.contributor.cvlacSolarte David, Víctor Alfonso [0001329391]spa
dc.contributor.cvlacBecerra Bayona, Silvia Milena [0001568861]spa
dc.contributor.googlescholarBecerra Bayona, Silvia Milena [5wr21EQAAAAJ]spa
dc.contributor.orcidSolarte David, Víctor Alfonso [0000-0002-9856-1484]spa
dc.contributor.orcidBecerra Bayona, Silvia Milena [0000-0002-4499-5885]spa
dc.contributor.scopusBecerra Bayona, Silvia Milena [36522328100]spa
dc.contributor.scopusBecerra Bayona, Silvia Milena [36522328100]
dc.contributor.researchgateBecerra Bayona, Silvia Milena [Silvia_Becerra-Bayona]spa
dc.subject.lembIngeniería biomédicaspa
dc.subject.lembIngenieríaspa
dc.subject.lembBiofísicaspa
dc.subject.lembBioingenieríaspa
dc.subject.lembMedicinaspa
dc.subject.lembBiomédicaspa
dc.subject.lembGelesspa
dc.subject.lembPropiedades mecánicasspa
dc.subject.lembSalud públicaspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.description.abstractenglishBurns are skin lesions that can be classified according to his severity into first-, second-, third- and fourth-degree burns. Current treatments for first- and second-degree wounds range from hydrocolloids to hydrogels, recently the use of skin from animal sources has been chosen, among these the tilapia skin (PT, for its acronym in Spanish) for its high content of type I collagen and its high biocompatibility, however, this treatment has some limitations, such as the wasting of collagen type I and its high biocompatibility. However, this treatment has some limitations, such as the waste of the collagen present in the skin due to the degradation while its clinical use and the dehydration that occurs when is applied for a certain period (which also dehydrates the wound), leading to weakening and breakage of the wound. This generates the need to develop an optimal treatment that avoids dehydration of the PT and allows the use of the collagen present in it. For this reason, in this study, hydrogels based on PT collagen were developed at concentrations of 1.5, 3 and 5 mg/ml, due to the fact that this type of scaffolds have a high-water retention capacity that allows maintaining a hydrated wound environment and, also, by modulating the concentration, a collagen utilization is generated. Structural properties such as compressive modulus, swelling and shrinkage were evaluated from compression tests, weight change ratio and volumetric swelling ratio, respectively. The results obtained shows that the developed hydrogels could have a potential use in the treatment of first and second degree burns, given that the mechanical properties obtained resemble those of the skin layers affected by this type of wounds, also given that these hydrogels have a high water retention capacity, are not cytotoxic and could favor cell proliferation, so it is possible to conjecture that they could favor the healing of first and second degree burns.spa
dc.subject.proposalIngeniería clínicaspa
dc.subject.proposalElectrónica médicaspa
dc.subject.proposalInstrumentos y aparatos médicosspa
dc.subject.proposalColágenospa
dc.subject.proposalHidrogelesspa
dc.subject.proposalPruebas mecánicasspa
dc.subject.proposalQuemadurasspa
dc.subject.proposalTilapiaspa
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/TP
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*
dc.type.coarversionhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaspa
dc.contributor.apolounabBecerra Bayona, Silvia Milena [silvia-milena-becerra-bayona]
dc.coverage.campusUNAB Campus Bucaramangaspa
dc.description.learningmodalityModalidad Presencialspa
dc.contributor.linkedinBecerra Bayona, Silvia Milena [silvia-becerra-3174455a]


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